Perpustakaan Digital ITB

Secara global nikel dimanfaatkan sebagai bahan baku baja tahan karat, paduan logam, dan baterai. Penggunaan nikel untuk kebutuhan bahan baku baterai kendaraan listrik terus meningkat sebesar 30% setiap tahunnya. Bahan baku prekusor katoda baterai litium adalah nikel sulfat (NiSO4) yang diproduksi menggunakan proses high pressure acid leach (HPAL). Selain itu, terdapat proses lain yang sedang dikembangkan yaitu step-temperature acid leaching (STAL). Pabrik HPAL dapat menghasilkan 128 ton sisa hasil pengolahan (SHP) kering per ton nikel yang diproduksi sehingga membutuhkan tempat penyimpanan yang besar. SHP kering memiliki kadar Fe sekitar 38% yang dapat dimanfaatkan untuk bahan baku industri besi baja. Industri besi baja umumnya menggunakan batubara sebagai reduktor sehingga menyebabkan emisi CO2 sehingga reduktor lain yang lebih ramah lingkungan mulai dikembangkan seperti gas hidrogen. Penelitian ini dilakukan sebagai salah satu upaya pemanfaatan residu pelindian bijih nikel laterit sebagai sumber bahan baku sekunder industri besi baja yang ramah lingkungan dan bebas emisi karbon. Serangkaian percobaan meliputi preparasi dan karakterisasi sampel awal, proses reduksi di horizontal tube furnace (HTF), peleburan padatan kalsin di vertical tube furnace (VTF), dan karakterisasi hasil percobaan telah dilakukan. Residu pelindian bijih nikel laterit direduksi di HTF dengan memvariasikan temperatur reduksi pada 500–900°C, durasi reduksi 15–150 menit, dan komposisi gas hidrogen pada rentang 60–93%. Padatan kalsin yang dihasilkan pada proses reduksi dilebur di VTF pada temperatur 1550°C selama 120 menit. Kehilangan berat setelah proses reduksi dihitung untuk menganalisis pengaruh tiap parameter. Padatan kalsin dianalisis dengan X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), dan scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS). Hasil peleburan kalsin di VTF dianalisis dengan SEM-EDS untuk memperoleh komposisi kimia dari fasa-fasa yang terbentuk. Hasil percobaan menunjukkan bahwa peningkatan temperatur reduksi, durasi reduksi, dan komposisi gas hidrogen meningkatkan tingkat reduksi besi berdasarkan data kehilangan berat setelah proses reduksi dan analisis ICP-MS. Fasa besi sudah terdeteksi pada temperatur 500°C. Berdasarkan analisis SEM-EDS, logam memiliki kadar besi sebesar 97,26% pada temperatur 800°C, durasi 60 menit, dan 93% gas hidrogen. Peningkatan temperatur reduksi, durasi reduksi, dan komposisi gas hidrogen menurunkan kadar sulfur pada logam hasil peleburan. Kadar sulfur mencapai 0% pada temperatur 900°C, durasi 60 menit, dan 80% gas hidrogen.